]> Gitweb @ Texas Instruments - Open Source Git Repositories - git.TI.com/gitweb - opencl/llvm.git/blob - lib/Linker/LinkModules.cpp
Revert r221096 bringing back r221014 with a fix.
[opencl/llvm.git] / lib / Linker / LinkModules.cpp
1 //===- lib/Linker/LinkModules.cpp - Module Linker Implementation ----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the LLVM module linker.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
14 #include "llvm/Linker/Linker.h"
15 #include "llvm-c/Linker.h"
16 #include "llvm/ADT/Optional.h"
17 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
19 #include "llvm/IR/Constants.h"
20 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
21 #include "llvm/IR/DiagnosticPrinter.h"
22 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
23 #include "llvm/IR/Module.h"
24 #include "llvm/IR/TypeFinder.h"
25 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
26 #include "llvm/Support/Debug.h"
27 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
28 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
29 #include <cctype>
30 #include <tuple>
31 using namespace llvm;
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35 // TypeMap implementation.
36 //===----------------------------------------------------------------------===//
38 namespace {
39 typedef SmallPtrSet<StructType *, 32> TypeSet;
41 class TypeMapTy : public ValueMapTypeRemapper {
42   /// This is a mapping from a source type to a destination type to use.
43   DenseMap<Type*, Type*> MappedTypes;
45   /// When checking to see if two subgraphs are isomorphic, we speculatively
46   /// add types to MappedTypes, but keep track of them here in case we need to
47   /// roll back.
48   SmallVector<Type*, 16> SpeculativeTypes;
50   /// This is a list of non-opaque structs in the source module that are mapped
51   /// to an opaque struct in the destination module.
52   SmallVector<StructType*, 16> SrcDefinitionsToResolve;
54   /// This is the set of opaque types in the destination modules who are
55   /// getting a body from the source module.
56   SmallPtrSet<StructType*, 16> DstResolvedOpaqueTypes;
58 public:
59   TypeMapTy(TypeSet &Set) : DstStructTypesSet(Set) {}
61   TypeSet &DstStructTypesSet;
62   /// Indicate that the specified type in the destination module is conceptually
63   /// equivalent to the specified type in the source module.
64   void addTypeMapping(Type *DstTy, Type *SrcTy);
66   /// linkDefinedTypeBodies - Produce a body for an opaque type in the dest
67   /// module from a type definition in the source module.
68   void linkDefinedTypeBodies();
70   /// Return the mapped type to use for the specified input type from the
71   /// source module.
72   Type *get(Type *SrcTy);
74   FunctionType *get(FunctionType *T) {return cast<FunctionType>(get((Type*)T));}
76   /// Dump out the type map for debugging purposes.
77   void dump() const {
78     for (DenseMap<Type*, Type*>::const_iterator
79            I = MappedTypes.begin(), E = MappedTypes.end(); I != E; ++I) {
80       dbgs() << "TypeMap: ";
81       I->first->print(dbgs());
82       dbgs() << " => ";
83       I->second->print(dbgs());
84       dbgs() << '\n';
85     }
86   }
88 private:
89   Type *getImpl(Type *T);
90   /// Implement the ValueMapTypeRemapper interface.
91   Type *remapType(Type *SrcTy) override {
92     return get(SrcTy);
93   }
95   bool areTypesIsomorphic(Type *DstTy, Type *SrcTy);
96 };
97 }
99 void TypeMapTy::addTypeMapping(Type *DstTy, Type *SrcTy) {
100   Type *&Entry = MappedTypes[SrcTy];
101   if (Entry) return;
103   if (DstTy == SrcTy) {
104     Entry = DstTy;
105     return;
106   }
108   // Check to see if these types are recursively isomorphic and establish a
109   // mapping between them if so.
110   if (!areTypesIsomorphic(DstTy, SrcTy)) {
111     // Oops, they aren't isomorphic.  Just discard this request by rolling out
112     // any speculative mappings we've established.
113     for (unsigned i = 0, e = SpeculativeTypes.size(); i != e; ++i)
114       MappedTypes.erase(SpeculativeTypes[i]);
115   }
116   SpeculativeTypes.clear();
119 /// Recursively walk this pair of types, returning true if they are isomorphic,
120 /// false if they are not.
121 bool TypeMapTy::areTypesIsomorphic(Type *DstTy, Type *SrcTy) {
122   // Two types with differing kinds are clearly not isomorphic.
123   if (DstTy->getTypeID() != SrcTy->getTypeID()) return false;
125   // If we have an entry in the MappedTypes table, then we have our answer.
126   Type *&Entry = MappedTypes[SrcTy];
127   if (Entry)
128     return Entry == DstTy;
130   // Two identical types are clearly isomorphic.  Remember this
131   // non-speculatively.
132   if (DstTy == SrcTy) {
133     Entry = DstTy;
134     return true;
135   }
137   // Okay, we have two types with identical kinds that we haven't seen before.
139   // If this is an opaque struct type, special case it.
140   if (StructType *SSTy = dyn_cast<StructType>(SrcTy)) {
141     // Mapping an opaque type to any struct, just keep the dest struct.
142     if (SSTy->isOpaque()) {
143       Entry = DstTy;
144       SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
145       return true;
146     }
148     // Mapping a non-opaque source type to an opaque dest.  If this is the first
149     // type that we're mapping onto this destination type then we succeed.  Keep
150     // the dest, but fill it in later.  This doesn't need to be speculative.  If
151     // this is the second (different) type that we're trying to map onto the
152     // same opaque type then we fail.
153     if (cast<StructType>(DstTy)->isOpaque()) {
154       // We can only map one source type onto the opaque destination type.
155       if (!DstResolvedOpaqueTypes.insert(cast<StructType>(DstTy)))
156         return false;
157       SrcDefinitionsToResolve.push_back(SSTy);
158       Entry = DstTy;
159       return true;
160     }
161   }
163   // If the number of subtypes disagree between the two types, then we fail.
164   if (SrcTy->getNumContainedTypes() != DstTy->getNumContainedTypes())
165     return false;
167   // Fail if any of the extra properties (e.g. array size) of the type disagree.
168   if (isa<IntegerType>(DstTy))
169     return false;  // bitwidth disagrees.
170   if (PointerType *PT = dyn_cast<PointerType>(DstTy)) {
171     if (PT->getAddressSpace() != cast<PointerType>(SrcTy)->getAddressSpace())
172       return false;
174   } else if (FunctionType *FT = dyn_cast<FunctionType>(DstTy)) {
175     if (FT->isVarArg() != cast<FunctionType>(SrcTy)->isVarArg())
176       return false;
177   } else if (StructType *DSTy = dyn_cast<StructType>(DstTy)) {
178     StructType *SSTy = cast<StructType>(SrcTy);
179     if (DSTy->isLiteral() != SSTy->isLiteral() ||
180         DSTy->isPacked() != SSTy->isPacked())
181       return false;
182   } else if (ArrayType *DATy = dyn_cast<ArrayType>(DstTy)) {
183     if (DATy->getNumElements() != cast<ArrayType>(SrcTy)->getNumElements())
184       return false;
185   } else if (VectorType *DVTy = dyn_cast<VectorType>(DstTy)) {
186     if (DVTy->getNumElements() != cast<VectorType>(SrcTy)->getNumElements())
187       return false;
188   }
190   // Otherwise, we speculate that these two types will line up and recursively
191   // check the subelements.
192   Entry = DstTy;
193   SpeculativeTypes.push_back(SrcTy);
195   for (unsigned i = 0, e = SrcTy->getNumContainedTypes(); i != e; ++i)
196     if (!areTypesIsomorphic(DstTy->getContainedType(i),
197                             SrcTy->getContainedType(i)))
198       return false;
200   // If everything seems to have lined up, then everything is great.
201   return true;
204 /// Produce a body for an opaque type in the dest module from a type definition
205 /// in the source module.
206 void TypeMapTy::linkDefinedTypeBodies() {
207   SmallVector<Type*, 16> Elements;
208   SmallString<16> TmpName;
210   // Note that processing entries in this loop (calling 'get') can add new
211   // entries to the SrcDefinitionsToResolve vector.
212   while (!SrcDefinitionsToResolve.empty()) {
213     StructType *SrcSTy = SrcDefinitionsToResolve.pop_back_val();
214     StructType *DstSTy = cast<StructType>(MappedTypes[SrcSTy]);
216     // TypeMap is a many-to-one mapping, if there were multiple types that
217     // provide a body for DstSTy then previous iterations of this loop may have
218     // already handled it.  Just ignore this case.
219     if (!DstSTy->isOpaque()) continue;
220     assert(!SrcSTy->isOpaque() && "Not resolving a definition?");
222     // Map the body of the source type over to a new body for the dest type.
223     Elements.resize(SrcSTy->getNumElements());
224     for (unsigned i = 0, e = Elements.size(); i != e; ++i)
225       Elements[i] = getImpl(SrcSTy->getElementType(i));
227     DstSTy->setBody(Elements, SrcSTy->isPacked());
229     // If DstSTy has no name or has a longer name than STy, then viciously steal
230     // STy's name.
231     if (!SrcSTy->hasName()) continue;
232     StringRef SrcName = SrcSTy->getName();
234     if (!DstSTy->hasName() || DstSTy->getName().size() > SrcName.size()) {
235       TmpName.insert(TmpName.end(), SrcName.begin(), SrcName.end());
236       SrcSTy->setName("");
237       DstSTy->setName(TmpName.str());
238       TmpName.clear();
239     }
240   }
242   DstResolvedOpaqueTypes.clear();
245 Type *TypeMapTy::get(Type *Ty) {
246   Type *Result = getImpl(Ty);
248   // If this caused a reference to any struct type, resolve it before returning.
249   if (!SrcDefinitionsToResolve.empty())
250     linkDefinedTypeBodies();
251   return Result;
254 /// This is the recursive version of get().
255 Type *TypeMapTy::getImpl(Type *Ty) {
256   // If we already have an entry for this type, return it.
257   Type **Entry = &MappedTypes[Ty];
258   if (*Entry) return *Entry;
260   // If this is not a named struct type, then just map all of the elements and
261   // then rebuild the type from inside out.
262   if (!isa<StructType>(Ty) || cast<StructType>(Ty)->isLiteral()) {
263     // If there are no element types to map, then the type is itself.  This is
264     // true for the anonymous {} struct, things like 'float', integers, etc.
265     if (Ty->getNumContainedTypes() == 0)
266       return *Entry = Ty;
268     // Remap all of the elements, keeping track of whether any of them change.
269     bool AnyChange = false;
270     SmallVector<Type*, 4> ElementTypes;
271     ElementTypes.resize(Ty->getNumContainedTypes());
272     for (unsigned i = 0, e = Ty->getNumContainedTypes(); i != e; ++i) {
273       ElementTypes[i] = getImpl(Ty->getContainedType(i));
274       AnyChange |= ElementTypes[i] != Ty->getContainedType(i);
275     }
277     // If we found our type while recursively processing stuff, just use it.
278     Entry = &MappedTypes[Ty];
279     if (*Entry) return *Entry;
281     // If all of the element types mapped directly over, then the type is usable
282     // as-is.
283     if (!AnyChange)
284       return *Entry = Ty;
286     // Otherwise, rebuild a modified type.
287     switch (Ty->getTypeID()) {
288     default: llvm_unreachable("unknown derived type to remap");
289     case Type::ArrayTyID:
290       return *Entry = ArrayType::get(ElementTypes[0],
291                                      cast<ArrayType>(Ty)->getNumElements());
292     case Type::VectorTyID:
293       return *Entry = VectorType::get(ElementTypes[0],
294                                       cast<VectorType>(Ty)->getNumElements());
295     case Type::PointerTyID:
296       return *Entry = PointerType::get(ElementTypes[0],
297                                       cast<PointerType>(Ty)->getAddressSpace());
298     case Type::FunctionTyID:
299       return *Entry = FunctionType::get(ElementTypes[0],
300                                         makeArrayRef(ElementTypes).slice(1),
301                                         cast<FunctionType>(Ty)->isVarArg());
302     case Type::StructTyID:
303       // Note that this is only reached for anonymous structs.
304       return *Entry = StructType::get(Ty->getContext(), ElementTypes,
305                                       cast<StructType>(Ty)->isPacked());
306     }
307   }
309   // Otherwise, this is an unmapped named struct.  If the struct can be directly
310   // mapped over, just use it as-is.  This happens in a case when the linked-in
311   // module has something like:
312   //   %T = type {%T*, i32}
313   //   @GV = global %T* null
314   // where T does not exist at all in the destination module.
315   //
316   // The other case we watch for is when the type is not in the destination
317   // module, but that it has to be rebuilt because it refers to something that
318   // is already mapped.  For example, if the destination module has:
319   //  %A = type { i32 }
320   // and the source module has something like
321   //  %A' = type { i32 }
322   //  %B = type { %A'* }
323   //  @GV = global %B* null
324   // then we want to create a new type: "%B = type { %A*}" and have it take the
325   // pristine "%B" name from the source module.
326   //
327   // To determine which case this is, we have to recursively walk the type graph
328   // speculating that we'll be able to reuse it unmodified.  Only if this is
329   // safe would we map the entire thing over.  Because this is an optimization,
330   // and is not required for the prettiness of the linked module, we just skip
331   // it and always rebuild a type here.
332   StructType *STy = cast<StructType>(Ty);
334   // If the type is opaque, we can just use it directly.
335   if (STy->isOpaque()) {
336     // A named structure type from src module is used. Add it to the Set of
337     // identified structs in the destination module.
338     DstStructTypesSet.insert(STy);
339     return *Entry = STy;
340   }
342   // Otherwise we create a new type and resolve its body later.  This will be
343   // resolved by the top level of get().
344   SrcDefinitionsToResolve.push_back(STy);
345   StructType *DTy = StructType::create(STy->getContext());
346   // A new identified structure type was created. Add it to the set of
347   // identified structs in the destination module.
348   DstStructTypesSet.insert(DTy);
349   DstResolvedOpaqueTypes.insert(DTy);
350   return *Entry = DTy;
353 //===----------------------------------------------------------------------===//
354 // ModuleLinker implementation.
355 //===----------------------------------------------------------------------===//
357 namespace {
358   class ModuleLinker;
360   /// Creates prototypes for functions that are lazily linked on the fly. This
361   /// speeds up linking for modules with many/ lazily linked functions of which
362   /// few get used.
363   class ValueMaterializerTy : public ValueMaterializer {
364     TypeMapTy &TypeMap;
365     Module *DstM;
366     std::vector<Function*> &LazilyLinkFunctions;
367   public:
368     ValueMaterializerTy(TypeMapTy &TypeMap, Module *DstM,
369                         std::vector<Function*> &LazilyLinkFunctions) :
370       ValueMaterializer(), TypeMap(TypeMap), DstM(DstM),
371       LazilyLinkFunctions(LazilyLinkFunctions) {
372     }
374     Value *materializeValueFor(Value *V) override;
375   };
377   namespace {
378   class LinkDiagnosticInfo : public DiagnosticInfo {
379     const Twine &Msg;
381   public:
382     LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity, const Twine &Msg);
383     void print(DiagnosticPrinter &DP) const override;
384   };
385   LinkDiagnosticInfo::LinkDiagnosticInfo(DiagnosticSeverity Severity,
386                                          const Twine &Msg)
387       : DiagnosticInfo(DK_Linker, Severity), Msg(Msg) {}
388   void LinkDiagnosticInfo::print(DiagnosticPrinter &DP) const { DP << Msg; }
389   }
391   /// This is an implementation class for the LinkModules function, which is the
392   /// entrypoint for this file.
393   class ModuleLinker {
394     Module *DstM, *SrcM;
396     TypeMapTy TypeMap;
397     ValueMaterializerTy ValMaterializer;
399     /// Mapping of values from what they used to be in Src, to what they are now
400     /// in DstM.  ValueToValueMapTy is a ValueMap, which involves some overhead
401     /// due to the use of Value handles which the Linker doesn't actually need,
402     /// but this allows us to reuse the ValueMapper code.
403     ValueToValueMapTy ValueMap;
405     struct AppendingVarInfo {
406       GlobalVariable *NewGV;   // New aggregate global in dest module.
407       const Constant *DstInit; // Old initializer from dest module.
408       const Constant *SrcInit; // Old initializer from src module.
409     };
411     std::vector<AppendingVarInfo> AppendingVars;
413     // Set of items not to link in from source.
414     SmallPtrSet<const Value*, 16> DoNotLinkFromSource;
416     // Vector of functions to lazily link in.
417     std::vector<Function*> LazilyLinkFunctions;
419     Linker::DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler;
421   public:
422     ModuleLinker(Module *dstM, TypeSet &Set, Module *srcM,
423                  Linker::DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler)
424         : DstM(dstM), SrcM(srcM), TypeMap(Set),
425           ValMaterializer(TypeMap, DstM, LazilyLinkFunctions),
426           DiagnosticHandler(DiagnosticHandler) {}
428     bool run();
430   private:
431     bool shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc, const GlobalValue &Dest,
432                               const GlobalValue &Src);
434     /// Helper method for setting a message and returning an error code.
435     bool emitError(const Twine &Message) {
436       DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Error, Message));
437       return true;
438     }
440     void emitWarning(const Twine &Message) {
441       DiagnosticHandler(LinkDiagnosticInfo(DS_Warning, Message));
442     }
444     bool getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
445                          const GlobalVariable *&GVar);
446     bool computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
447                                        Comdat::SelectionKind Src,
448                                        Comdat::SelectionKind Dst,
449                                        Comdat::SelectionKind &Result,
450                                        bool &LinkFromSrc);
451     std::map<const Comdat *, std::pair<Comdat::SelectionKind, bool>>
452         ComdatsChosen;
453     bool getComdatResult(const Comdat *SrcC, Comdat::SelectionKind &SK,
454                          bool &LinkFromSrc);
456     /// Given a global in the source module, return the global in the
457     /// destination module that is being linked to, if any.
458     GlobalValue *getLinkedToGlobal(const GlobalValue *SrcGV) {
459       // If the source has no name it can't link.  If it has local linkage,
460       // there is no name match-up going on.
461       if (!SrcGV->hasName() || SrcGV->hasLocalLinkage())
462         return nullptr;
464       // Otherwise see if we have a match in the destination module's symtab.
465       GlobalValue *DGV = DstM->getNamedValue(SrcGV->getName());
466       if (!DGV) return nullptr;
468       // If we found a global with the same name in the dest module, but it has
469       // internal linkage, we are really not doing any linkage here.
470       if (DGV->hasLocalLinkage())
471         return nullptr;
473       // Otherwise, we do in fact link to the destination global.
474       return DGV;
475     }
477     void computeTypeMapping();
479     void upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name);
480     void upgradeMismatchedGlobals();
482     bool linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
483                                const GlobalVariable *SrcGV);
485     bool linkGlobalValueProto(GlobalValue *GV);
486     GlobalValue *linkGlobalVariableProto(const GlobalVariable *SGVar,
487                                          GlobalValue *DGV, bool LinkFromSrc);
488     GlobalValue *linkFunctionProto(const Function *SF, GlobalValue *DGV,
489                                    bool LinkFromSrc);
490     GlobalValue *linkGlobalAliasProto(const GlobalAlias *SGA, GlobalValue *DGV,
491                                       bool LinkFromSrc);
493     bool linkModuleFlagsMetadata();
495     void linkAppendingVarInit(const AppendingVarInfo &AVI);
496     void linkGlobalInits();
497     void linkFunctionBody(Function *Dst, Function *Src);
498     void linkAliasBodies();
499     void linkNamedMDNodes();
500   };
503 /// The LLVM SymbolTable class autorenames globals that conflict in the symbol
504 /// table. This is good for all clients except for us. Go through the trouble
505 /// to force this back.
506 static void forceRenaming(GlobalValue *GV, StringRef Name) {
507   // If the global doesn't force its name or if it already has the right name,
508   // there is nothing for us to do.
509   if (GV->hasLocalLinkage() || GV->getName() == Name)
510     return;
512   Module *M = GV->getParent();
514   // If there is a conflict, rename the conflict.
515   if (GlobalValue *ConflictGV = M->getNamedValue(Name)) {
516     GV->takeName(ConflictGV);
517     ConflictGV->setName(Name);    // This will cause ConflictGV to get renamed
518     assert(ConflictGV->getName() != Name && "forceRenaming didn't work");
519   } else {
520     GV->setName(Name);              // Force the name back
521   }
524 /// copy additional attributes (those not needed to construct a GlobalValue)
525 /// from the SrcGV to the DestGV.
526 static void copyGVAttributes(GlobalValue *DestGV, const GlobalValue *SrcGV) {
527   // Use the maximum alignment, rather than just copying the alignment of SrcGV.
528   auto *DestGO = dyn_cast<GlobalObject>(DestGV);
529   unsigned Alignment;
530   if (DestGO)
531     Alignment = std::max(DestGO->getAlignment(), SrcGV->getAlignment());
533   DestGV->copyAttributesFrom(SrcGV);
535   if (DestGO)
536     DestGO->setAlignment(Alignment);
538   forceRenaming(DestGV, SrcGV->getName());
541 static bool isLessConstraining(GlobalValue::VisibilityTypes a,
542                                GlobalValue::VisibilityTypes b) {
543   if (a == GlobalValue::HiddenVisibility)
544     return false;
545   if (b == GlobalValue::HiddenVisibility)
546     return true;
547   if (a == GlobalValue::ProtectedVisibility)
548     return false;
549   if (b == GlobalValue::ProtectedVisibility)
550     return true;
551   return false;
554 Value *ValueMaterializerTy::materializeValueFor(Value *V) {
555   Function *SF = dyn_cast<Function>(V);
556   if (!SF)
557     return nullptr;
559   Function *DF = Function::Create(TypeMap.get(SF->getFunctionType()),
560                                   SF->getLinkage(), SF->getName(), DstM);
561   copyGVAttributes(DF, SF);
563   if (Comdat *SC = SF->getComdat()) {
564     Comdat *DC = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
565     DF->setComdat(DC);
566   }
568   LazilyLinkFunctions.push_back(SF);
569   return DF;
572 bool ModuleLinker::getComdatLeader(Module *M, StringRef ComdatName,
573                                    const GlobalVariable *&GVar) {
574   const GlobalValue *GVal = M->getNamedValue(ComdatName);
575   if (const auto *GA = dyn_cast_or_null<GlobalAlias>(GVal)) {
576     GVal = GA->getBaseObject();
577     if (!GVal)
578       // We cannot resolve the size of the aliasee yet.
579       return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
580                        "': COMDAT key involves incomputable alias size.");
581   }
583   GVar = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(GVal);
584   if (!GVar)
585     return emitError(
586         "Linking COMDATs named '" + ComdatName +
587         "': GlobalVariable required for data dependent selection!");
589   return false;
592 bool ModuleLinker::computeResultingSelectionKind(StringRef ComdatName,
593                                                  Comdat::SelectionKind Src,
594                                                  Comdat::SelectionKind Dst,
595                                                  Comdat::SelectionKind &Result,
596                                                  bool &LinkFromSrc) {
597   // The ability to mix Comdat::SelectionKind::Any with
598   // Comdat::SelectionKind::Largest is a behavior that comes from COFF.
599   bool DstAnyOrLargest = Dst == Comdat::SelectionKind::Any ||
600                          Dst == Comdat::SelectionKind::Largest;
601   bool SrcAnyOrLargest = Src == Comdat::SelectionKind::Any ||
602                          Src == Comdat::SelectionKind::Largest;
603   if (DstAnyOrLargest && SrcAnyOrLargest) {
604     if (Dst == Comdat::SelectionKind::Largest ||
605         Src == Comdat::SelectionKind::Largest)
606       Result = Comdat::SelectionKind::Largest;
607     else
608       Result = Comdat::SelectionKind::Any;
609   } else if (Src == Dst) {
610     Result = Dst;
611   } else {
612     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
613                      "': invalid selection kinds!");
614   }
616   switch (Result) {
617   case Comdat::SelectionKind::Any:
618     // Go with Dst.
619     LinkFromSrc = false;
620     break;
621   case Comdat::SelectionKind::NoDuplicates:
622     return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
623                      "': noduplicates has been violated!");
624   case Comdat::SelectionKind::ExactMatch:
625   case Comdat::SelectionKind::Largest:
626   case Comdat::SelectionKind::SameSize: {
627     const GlobalVariable *DstGV;
628     const GlobalVariable *SrcGV;
629     if (getComdatLeader(DstM, ComdatName, DstGV) ||
630         getComdatLeader(SrcM, ComdatName, SrcGV))
631       return true;
633     const DataLayout *DstDL = DstM->getDataLayout();
634     const DataLayout *SrcDL = SrcM->getDataLayout();
635     if (!DstDL || !SrcDL) {
636       return emitError(
637           "Linking COMDATs named '" + ComdatName +
638           "': can't do size dependent selection without DataLayout!");
639     }
640     uint64_t DstSize =
641         DstDL->getTypeAllocSize(DstGV->getType()->getPointerElementType());
642     uint64_t SrcSize =
643         SrcDL->getTypeAllocSize(SrcGV->getType()->getPointerElementType());
644     if (Result == Comdat::SelectionKind::ExactMatch) {
645       if (SrcGV->getInitializer() != DstGV->getInitializer())
646         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
647                          "': ExactMatch violated!");
648       LinkFromSrc = false;
649     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::Largest) {
650       LinkFromSrc = SrcSize > DstSize;
651     } else if (Result == Comdat::SelectionKind::SameSize) {
652       if (SrcSize != DstSize)
653         return emitError("Linking COMDATs named '" + ComdatName +
654                          "': SameSize violated!");
655       LinkFromSrc = false;
656     } else {
657       llvm_unreachable("unknown selection kind");
658     }
659     break;
660   }
661   }
663   return false;
666 bool ModuleLinker::getComdatResult(const Comdat *SrcC,
667                                    Comdat::SelectionKind &Result,
668                                    bool &LinkFromSrc) {
669   Comdat::SelectionKind SSK = SrcC->getSelectionKind();
670   StringRef ComdatName = SrcC->getName();
671   Module::ComdatSymTabType &ComdatSymTab = DstM->getComdatSymbolTable();
672   Module::ComdatSymTabType::iterator DstCI = ComdatSymTab.find(ComdatName);
674   if (DstCI == ComdatSymTab.end()) {
675     // Use the comdat if it is only available in one of the modules.
676     LinkFromSrc = true;
677     Result = SSK;
678     return false;
679   }
681   const Comdat *DstC = &DstCI->second;
682   Comdat::SelectionKind DSK = DstC->getSelectionKind();
683   return computeResultingSelectionKind(ComdatName, SSK, DSK, Result,
684                                        LinkFromSrc);
687 bool ModuleLinker::shouldLinkFromSource(bool &LinkFromSrc,
688                                         const GlobalValue &Dest,
689                                         const GlobalValue &Src) {
690   // We always have to add Src if it has appending linkage.
691   if (Src.hasAppendingLinkage()) {
692     LinkFromSrc = true;
693     return false;
694   }
696   bool SrcIsDeclaration = Src.isDeclarationForLinker();
697   bool DestIsDeclaration = Dest.isDeclarationForLinker();
699   if (SrcIsDeclaration) {
700     // If Src is external or if both Src & Dest are external..  Just link the
701     // external globals, we aren't adding anything.
702     if (Src.hasDLLImportStorageClass()) {
703       // If one of GVs is marked as DLLImport, result should be dllimport'ed.
704       LinkFromSrc = DestIsDeclaration;
705       return false;
706     }
707     // If the Dest is weak, use the source linkage.
708     LinkFromSrc = Dest.hasExternalWeakLinkage();
709     return false;
710   }
712   if (DestIsDeclaration) {
713     // If Dest is external but Src is not:
714     LinkFromSrc = true;
715     return false;
716   }
718   if (Src.hasCommonLinkage()) {
719     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() || Dest.hasWeakLinkage()) {
720       LinkFromSrc = true;
721       return false;
722     }
724     if (!Dest.hasCommonLinkage()) {
725       LinkFromSrc = false;
726       return false;
727     }
729     // FIXME: Make datalayout mandatory and just use getDataLayout().
730     DataLayout DL(Dest.getParent());
732     uint64_t DestSize = DL.getTypeAllocSize(Dest.getType()->getElementType());
733     uint64_t SrcSize = DL.getTypeAllocSize(Src.getType()->getElementType());
734     LinkFromSrc = SrcSize > DestSize;
735     return false;
736   }
738   if (Src.isWeakForLinker()) {
739     assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
740     assert(!Dest.hasAvailableExternallyLinkage());
742     if (Dest.hasLinkOnceLinkage() && Src.hasWeakLinkage()) {
743       LinkFromSrc = true;
744       return false;
745     }
747     LinkFromSrc = false;
748     return false;
749   }
751   if (Dest.isWeakForLinker()) {
752     assert(Src.hasExternalLinkage());
753     LinkFromSrc = true;
754     return false;
755   }
757   assert(!Src.hasExternalWeakLinkage());
758   assert(!Dest.hasExternalWeakLinkage());
759   assert(Dest.hasExternalLinkage() && Src.hasExternalLinkage() &&
760          "Unexpected linkage type!");
761   return emitError("Linking globals named '" + Src.getName() +
762                    "': symbol multiply defined!");
765 /// Loop over all of the linked values to compute type mappings.  For example,
766 /// if we link "extern Foo *x" and "Foo *x = NULL", then we have two struct
767 /// types 'Foo' but one got renamed when the module was loaded into the same
768 /// LLVMContext.
769 void ModuleLinker::computeTypeMapping() {
770   // Incorporate globals.
771   for (Module::global_iterator I = SrcM->global_begin(),
772        E = SrcM->global_end(); I != E; ++I) {
773     GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(I);
774     if (!DGV) continue;
776     if (!DGV->hasAppendingLinkage() || !I->hasAppendingLinkage()) {
777       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), I->getType());
778       continue;
779     }
781     // Unify the element type of appending arrays.
782     ArrayType *DAT = cast<ArrayType>(DGV->getType()->getElementType());
783     ArrayType *SAT = cast<ArrayType>(I->getType()->getElementType());
784     TypeMap.addTypeMapping(DAT->getElementType(), SAT->getElementType());
785   }
787   // Incorporate functions.
788   for (Module::iterator I = SrcM->begin(), E = SrcM->end(); I != E; ++I) {
789     if (GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(I))
790       TypeMap.addTypeMapping(DGV->getType(), I->getType());
791   }
793   // Incorporate types by name, scanning all the types in the source module.
794   // At this point, the destination module may have a type "%foo = { i32 }" for
795   // example.  When the source module got loaded into the same LLVMContext, if
796   // it had the same type, it would have been renamed to "%foo.42 = { i32 }".
797   TypeFinder SrcStructTypes;
798   SrcStructTypes.run(*SrcM, true);
799   SmallPtrSet<StructType*, 32> SrcStructTypesSet(SrcStructTypes.begin(),
800                                                  SrcStructTypes.end());
802   for (unsigned i = 0, e = SrcStructTypes.size(); i != e; ++i) {
803     StructType *ST = SrcStructTypes[i];
804     if (!ST->hasName()) continue;
806     // Check to see if there is a dot in the name followed by a digit.
807     size_t DotPos = ST->getName().rfind('.');
808     if (DotPos == 0 || DotPos == StringRef::npos ||
809         ST->getName().back() == '.' ||
810         !isdigit(static_cast<unsigned char>(ST->getName()[DotPos+1])))
811       continue;
813     // Check to see if the destination module has a struct with the prefix name.
814     if (StructType *DST = DstM->getTypeByName(ST->getName().substr(0, DotPos)))
815       // Don't use it if this actually came from the source module. They're in
816       // the same LLVMContext after all. Also don't use it unless the type is
817       // actually used in the destination module. This can happen in situations
818       // like this:
819       //
820       //      Module A                         Module B
821       //      --------                         --------
822       //   %Z = type { %A }                %B = type { %C.1 }
823       //   %A = type { %B.1, [7 x i8] }    %C.1 = type { i8* }
824       //   %B.1 = type { %C }              %A.2 = type { %B.3, [5 x i8] }
825       //   %C = type { i8* }               %B.3 = type { %C.1 }
826       //
827       // When we link Module B with Module A, the '%B' in Module B is
828       // used. However, that would then use '%C.1'. But when we process '%C.1',
829       // we prefer to take the '%C' version. So we are then left with both
830       // '%C.1' and '%C' being used for the same types. This leads to some
831       // variables using one type and some using the other.
832       if (!SrcStructTypesSet.count(DST) && TypeMap.DstStructTypesSet.count(DST))
833         TypeMap.addTypeMapping(DST, ST);
834   }
836   // Don't bother incorporating aliases, they aren't generally typed well.
838   // Now that we have discovered all of the type equivalences, get a body for
839   // any 'opaque' types in the dest module that are now resolved.
840   TypeMap.linkDefinedTypeBodies();
843 static void upgradeGlobalArray(GlobalVariable *GV) {
844   ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(GV->getType()->getElementType());
845   StructType *OldTy = cast<StructType>(ATy->getElementType());
846   assert(OldTy->getNumElements() == 2 && "Expected to upgrade from 2 elements");
848   // Get the upgraded 3 element type.
849   PointerType *VoidPtrTy = Type::getInt8Ty(GV->getContext())->getPointerTo();
850   Type *Tys[3] = {OldTy->getElementType(0), OldTy->getElementType(1),
851                   VoidPtrTy};
852   StructType *NewTy = StructType::get(GV->getContext(), Tys, false);
854   // Build new constants with a null third field filled in.
855   Constant *OldInitC = GV->getInitializer();
856   ConstantArray *OldInit = dyn_cast<ConstantArray>(OldInitC);
857   if (!OldInit && !isa<ConstantAggregateZero>(OldInitC))
858     // Invalid initializer; give up.
859     return;
860   std::vector<Constant *> Initializers;
861   if (OldInit && OldInit->getNumOperands()) {
862     Value *Null = Constant::getNullValue(VoidPtrTy);
863     for (Use &U : OldInit->operands()) {
864       ConstantStruct *Init = cast<ConstantStruct>(U.get());
865       Initializers.push_back(ConstantStruct::get(
866           NewTy, Init->getOperand(0), Init->getOperand(1), Null, nullptr));
867     }
868   }
869   assert(Initializers.size() == ATy->getNumElements() &&
870          "Failed to copy all array elements");
872   // Replace the old GV with a new one.
873   ATy = ArrayType::get(NewTy, Initializers.size());
874   Constant *NewInit = ConstantArray::get(ATy, Initializers);
875   GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(
876       *GV->getParent(), ATy, GV->isConstant(), GV->getLinkage(), NewInit, "",
877       GV, GV->getThreadLocalMode(), GV->getType()->getAddressSpace(),
878       GV->isExternallyInitialized());
879   NewGV->copyAttributesFrom(GV);
880   NewGV->takeName(GV);
881   assert(GV->use_empty() && "program cannot use initializer list");
882   GV->eraseFromParent();
885 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobalArray(StringRef Name) {
886   // Look for the global arrays.
887   auto *DstGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(DstM->getNamedValue(Name));
888   if (!DstGV)
889     return;
890   auto *SrcGV = dyn_cast_or_null<GlobalVariable>(SrcM->getNamedValue(Name));
891   if (!SrcGV)
892     return;
894   // Check if the types already match.
895   auto *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
896   auto *SrcTy =
897       cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
898   if (DstTy == SrcTy)
899     return;
901   // Grab the element types.  We can only upgrade an array of a two-field
902   // struct.  Only bother if the other one has three-fields.
903   auto *DstEltTy = cast<StructType>(DstTy->getElementType());
904   auto *SrcEltTy = cast<StructType>(SrcTy->getElementType());
905   if (DstEltTy->getNumElements() == 2 && SrcEltTy->getNumElements() == 3) {
906     upgradeGlobalArray(DstGV);
907     return;
908   }
909   if (DstEltTy->getNumElements() == 3 && SrcEltTy->getNumElements() == 2)
910     upgradeGlobalArray(SrcGV);
912   // We can't upgrade any other differences.
915 void ModuleLinker::upgradeMismatchedGlobals() {
916   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_ctors");
917   upgradeMismatchedGlobalArray("llvm.global_dtors");
920 /// If there were any appending global variables, link them together now.
921 /// Return true on error.
922 bool ModuleLinker::linkAppendingVarProto(GlobalVariable *DstGV,
923                                          const GlobalVariable *SrcGV) {
925   if (!SrcGV->hasAppendingLinkage() || !DstGV->hasAppendingLinkage())
926     return emitError("Linking globals named '" + SrcGV->getName() +
927            "': can only link appending global with another appending global!");
929   ArrayType *DstTy = cast<ArrayType>(DstGV->getType()->getElementType());
930   ArrayType *SrcTy =
931     cast<ArrayType>(TypeMap.get(SrcGV->getType()->getElementType()));
932   Type *EltTy = DstTy->getElementType();
934   // Check to see that they two arrays agree on type.
935   if (EltTy != SrcTy->getElementType())
936     return emitError("Appending variables with different element types!");
937   if (DstGV->isConstant() != SrcGV->isConstant())
938     return emitError("Appending variables linked with different const'ness!");
940   if (DstGV->getAlignment() != SrcGV->getAlignment())
941     return emitError(
942              "Appending variables with different alignment need to be linked!");
944   if (DstGV->getVisibility() != SrcGV->getVisibility())
945     return emitError(
946             "Appending variables with different visibility need to be linked!");
948   if (DstGV->hasUnnamedAddr() != SrcGV->hasUnnamedAddr())
949     return emitError(
950         "Appending variables with different unnamed_addr need to be linked!");
952   if (StringRef(DstGV->getSection()) != SrcGV->getSection())
953     return emitError(
954           "Appending variables with different section name need to be linked!");
956   uint64_t NewSize = DstTy->getNumElements() + SrcTy->getNumElements();
957   ArrayType *NewType = ArrayType::get(EltTy, NewSize);
959   // Create the new global variable.
960   GlobalVariable *NG =
961     new GlobalVariable(*DstGV->getParent(), NewType, SrcGV->isConstant(),
962                        DstGV->getLinkage(), /*init*/nullptr, /*name*/"", DstGV,
963                        DstGV->getThreadLocalMode(),
964                        DstGV->getType()->getAddressSpace());
966   // Propagate alignment, visibility and section info.
967   copyGVAttributes(NG, DstGV);
969   AppendingVarInfo AVI;
970   AVI.NewGV = NG;
971   AVI.DstInit = DstGV->getInitializer();
972   AVI.SrcInit = SrcGV->getInitializer();
973   AppendingVars.push_back(AVI);
975   // Replace any uses of the two global variables with uses of the new
976   // global.
977   ValueMap[SrcGV] = ConstantExpr::getBitCast(NG, TypeMap.get(SrcGV->getType()));
979   DstGV->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getBitCast(NG, DstGV->getType()));
980   DstGV->eraseFromParent();
982   // Track the source variable so we don't try to link it.
983   DoNotLinkFromSource.insert(SrcGV);
985   return false;
988 bool ModuleLinker::linkGlobalValueProto(GlobalValue *SGV) {
989   GlobalValue *DGV = getLinkedToGlobal(SGV);
991   // Handle the ultra special appending linkage case first.
992   if (DGV && DGV->hasAppendingLinkage())
993     return linkAppendingVarProto(cast<GlobalVariable>(DGV),
994                                  cast<GlobalVariable>(SGV));
996   bool LinkFromSrc = true;
997   Comdat *C = nullptr;
998   GlobalValue::VisibilityTypes Visibility = SGV->getVisibility();
999   bool HasUnnamedAddr = SGV->hasUnnamedAddr();
1001   if (const Comdat *SC = SGV->getComdat()) {
1002     Comdat::SelectionKind SK;
1003     std::tie(SK, LinkFromSrc) = ComdatsChosen[SC];
1004     C = DstM->getOrInsertComdat(SC->getName());
1005     C->setSelectionKind(SK);
1006   } else if (DGV) {
1007     if (shouldLinkFromSource(LinkFromSrc, *DGV, *SGV))
1008       return true;
1009   }
1011   if (!LinkFromSrc) {
1012     // Track the source global so that we don't attempt to copy it over when
1013     // processing global initializers.
1014     DoNotLinkFromSource.insert(SGV);
1016     if (DGV)
1017       // Make sure to remember this mapping.
1018       ValueMap[SGV] =
1019           ConstantExpr::getBitCast(DGV, TypeMap.get(SGV->getType()));
1020   }
1022   if (DGV) {
1023     Visibility = isLessConstraining(Visibility, DGV->getVisibility())
1024                      ? DGV->getVisibility()
1025                      : Visibility;
1026     HasUnnamedAddr = HasUnnamedAddr && DGV->hasUnnamedAddr();
1027   }
1029   if (!LinkFromSrc && !DGV)
1030     return false;
1032   GlobalValue *NewGV;
1033   if (auto *SGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(SGV)) {
1034     NewGV = linkGlobalVariableProto(SGVar, DGV, LinkFromSrc);
1035     if (!NewGV)
1036       return true;
1037   } else if (auto *SF = dyn_cast<Function>(SGV)) {
1038     NewGV = linkFunctionProto(SF, DGV, LinkFromSrc);
1039   } else {
1040     NewGV = linkGlobalAliasProto(cast<GlobalAlias>(SGV), DGV, LinkFromSrc);
1041   }
1043   if (NewGV) {
1044     if (NewGV != DGV)
1045       copyGVAttributes(NewGV, SGV);
1047     NewGV->setUnnamedAddr(HasUnnamedAddr);
1048     NewGV->setVisibility(Visibility);
1050     if (auto *NewGO = dyn_cast<GlobalObject>(NewGV)) {
1051       if (C)
1052         NewGO->setComdat(C);
1053     }
1055     // Make sure to remember this mapping.
1056     if (NewGV != DGV) {
1057       if (DGV) {
1058         DGV->replaceAllUsesWith(
1059             ConstantExpr::getBitCast(NewGV, DGV->getType()));
1060         DGV->eraseFromParent();
1061       }
1062       ValueMap[SGV] = NewGV;
1063     }
1064   }
1066   return false;
1069 /// Loop through the global variables in the src module and merge them into the
1070 /// dest module.
1071 GlobalValue *ModuleLinker::linkGlobalVariableProto(const GlobalVariable *SGVar,
1072                                                    GlobalValue *DGV,
1073                                                    bool LinkFromSrc) {
1074   unsigned Alignment = 0;
1075   bool ClearConstant = false;
1077   if (DGV) {
1078     if (DGV->hasCommonLinkage() && SGVar->hasCommonLinkage())
1079       Alignment = std::max(SGVar->getAlignment(), DGV->getAlignment());
1081     auto *DGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(DGV);
1082     if (!SGVar->isConstant() || (DGVar && !DGVar->isConstant()))
1083       ClearConstant = true;
1084   }
1086   if (!LinkFromSrc) {
1087     if (auto *NewGVar = dyn_cast<GlobalVariable>(DGV)) {
1088       if (Alignment)
1089         NewGVar->setAlignment(Alignment);
1090       if (NewGVar->isDeclaration() && ClearConstant)
1091         NewGVar->setConstant(false);
1092     }
1093     return DGV;
1094   }
1096   // No linking to be performed or linking from the source: simply create an
1097   // identical version of the symbol over in the dest module... the
1098   // initializer will be filled in later by LinkGlobalInits.
1099   GlobalVariable *NewDGV = new GlobalVariable(
1100       *DstM, TypeMap.get(SGVar->getType()->getElementType()),
1101       SGVar->isConstant(), SGVar->getLinkage(), /*init*/ nullptr,
1102       SGVar->getName(), /*insertbefore*/ nullptr, SGVar->getThreadLocalMode(),
1103       SGVar->getType()->getAddressSpace());
1105   if (Alignment)
1106     NewDGV->setAlignment(Alignment);
1108   return NewDGV;
1111 /// Link the function in the source module into the destination module if
1112 /// needed, setting up mapping information.
1113 GlobalValue *ModuleLinker::linkFunctionProto(const Function *SF,
1114                                              GlobalValue *DGV,
1115                                              bool LinkFromSrc) {
1116   if (!LinkFromSrc)
1117     return DGV;
1119   // If the function is to be lazily linked, don't create it just yet.
1120   // The ValueMaterializerTy will deal with creating it if it's used.
1121   if (!DGV && (SF->hasLocalLinkage() || SF->hasLinkOnceLinkage() ||
1122                SF->hasAvailableExternallyLinkage())) {
1123     DoNotLinkFromSource.insert(SF);
1124     return nullptr;
1125   }
1127   // If there is no linkage to be performed or we are linking from the source,
1128   // bring SF over.
1129   return Function::Create(TypeMap.get(SF->getFunctionType()), SF->getLinkage(),
1130                           SF->getName(), DstM);
1133 /// Set up prototypes for any aliases that come over from the source module.
1134 GlobalValue *ModuleLinker::linkGlobalAliasProto(const GlobalAlias *SGA,
1135                                                 GlobalValue *DGV,
1136                                                 bool LinkFromSrc) {
1137   if (!LinkFromSrc)
1138     return DGV;
1140   // If there is no linkage to be performed or we're linking from the source,
1141   // bring over SGA.
1142   auto *PTy = cast<PointerType>(TypeMap.get(SGA->getType()));
1143   return GlobalAlias::create(PTy->getElementType(), PTy->getAddressSpace(),
1144                              SGA->getLinkage(), SGA->getName(), DstM);
1147 static void getArrayElements(const Constant *C,
1148                              SmallVectorImpl<Constant *> &Dest) {
1149   unsigned NumElements = cast<ArrayType>(C->getType())->getNumElements();
1151   for (unsigned i = 0; i != NumElements; ++i)
1152     Dest.push_back(C->getAggregateElement(i));
1155 void ModuleLinker::linkAppendingVarInit(const AppendingVarInfo &AVI) {
1156   // Merge the initializer.
1157   SmallVector<Constant *, 16> DstElements;
1158   getArrayElements(AVI.DstInit, DstElements);
1160   SmallVector<Constant *, 16> SrcElements;
1161   getArrayElements(AVI.SrcInit, SrcElements);
1163   ArrayType *NewType = cast<ArrayType>(AVI.NewGV->getType()->getElementType());
1165   StringRef Name = AVI.NewGV->getName();
1166   bool IsNewStructor =
1167       (Name == "llvm.global_ctors" || Name == "llvm.global_dtors") &&
1168       cast<StructType>(NewType->getElementType())->getNumElements() == 3;
1170   for (auto *V : SrcElements) {
1171     if (IsNewStructor) {
1172       Constant *Key = V->getAggregateElement(2);
1173       if (DoNotLinkFromSource.count(Key))
1174         continue;
1175     }
1176     DstElements.push_back(
1177         MapValue(V, ValueMap, RF_None, &TypeMap, &ValMaterializer));
1178   }
1179   if (IsNewStructor) {
1180     NewType = ArrayType::get(NewType->getElementType(), DstElements.size());
1181     AVI.NewGV->mutateType(PointerType::get(NewType, 0));
1182   }
1184   AVI.NewGV->setInitializer(ConstantArray::get(NewType, DstElements));
1187 /// Update the initializers in the Dest module now that all globals that may be
1188 /// referenced are in Dest.
1189 void ModuleLinker::linkGlobalInits() {
1190   // Loop over all of the globals in the src module, mapping them over as we go
1191   for (Module::const_global_iterator I = SrcM->global_begin(),
1192        E = SrcM->global_end(); I != E; ++I) {
1194     // Only process initialized GV's or ones not already in dest.
1195     if (!I->hasInitializer() || DoNotLinkFromSource.count(I)) continue;
1197     // Grab destination global variable.
1198     GlobalVariable *DGV = cast<GlobalVariable>(ValueMap[I]);
1199     // Figure out what the initializer looks like in the dest module.
1200     DGV->setInitializer(MapValue(I->getInitializer(), ValueMap,
1201                                  RF_None, &TypeMap, &ValMaterializer));
1202   }
1205 /// Copy the source function over into the dest function and fix up references
1206 /// to values. At this point we know that Dest is an external function, and
1207 /// that Src is not.
1208 void ModuleLinker::linkFunctionBody(Function *Dst, Function *Src) {
1209   assert(Src && Dst && Dst->isDeclaration() && !Src->isDeclaration());
1211   // Go through and convert function arguments over, remembering the mapping.
1212   Function::arg_iterator DI = Dst->arg_begin();
1213   for (Function::arg_iterator I = Src->arg_begin(), E = Src->arg_end();
1214        I != E; ++I, ++DI) {
1215     DI->setName(I->getName());  // Copy the name over.
1217     // Add a mapping to our mapping.
1218     ValueMap[I] = DI;
1219   }
1221   // Splice the body of the source function into the dest function.
1222   Dst->getBasicBlockList().splice(Dst->end(), Src->getBasicBlockList());
1224   // At this point, all of the instructions and values of the function are now
1225   // copied over.  The only problem is that they are still referencing values in
1226   // the Source function as operands.  Loop through all of the operands of the
1227   // functions and patch them up to point to the local versions.
1228   for (Function::iterator BB = Dst->begin(), BE = Dst->end(); BB != BE; ++BB)
1229     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
1230       RemapInstruction(I, ValueMap, RF_IgnoreMissingEntries, &TypeMap,
1231                        &ValMaterializer);
1233   // There is no need to map the arguments anymore.
1234   for (Function::arg_iterator I = Src->arg_begin(), E = Src->arg_end();
1235        I != E; ++I)
1236     ValueMap.erase(I);
1240 /// Insert all of the aliases in Src into the Dest module.
1241 void ModuleLinker::linkAliasBodies() {
1242   for (Module::alias_iterator I = SrcM->alias_begin(), E = SrcM->alias_end();
1243        I != E; ++I) {
1244     if (DoNotLinkFromSource.count(I))
1245       continue;
1246     if (Constant *Aliasee = I->getAliasee()) {
1247       GlobalAlias *DA = cast<GlobalAlias>(ValueMap[I]);
1248       Constant *Val =
1249           MapValue(Aliasee, ValueMap, RF_None, &TypeMap, &ValMaterializer);
1250       DA->setAliasee(Val);
1251     }
1252   }
1255 /// Insert all of the named MDNodes in Src into the Dest module.
1256 void ModuleLinker::linkNamedMDNodes() {
1257   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1258   for (Module::const_named_metadata_iterator I = SrcM->named_metadata_begin(),
1259        E = SrcM->named_metadata_end(); I != E; ++I) {
1260     // Don't link module flags here. Do them separately.
1261     if (&*I == SrcModFlags) continue;
1262     NamedMDNode *DestNMD = DstM->getOrInsertNamedMetadata(I->getName());
1263     // Add Src elements into Dest node.
1264     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
1265       DestNMD->addOperand(MapValue(I->getOperand(i), ValueMap,
1266                                    RF_None, &TypeMap, &ValMaterializer));
1267   }
1270 /// Merge the linker flags in Src into the Dest module.
1271 bool ModuleLinker::linkModuleFlagsMetadata() {
1272   // If the source module has no module flags, we are done.
1273   const NamedMDNode *SrcModFlags = SrcM->getModuleFlagsMetadata();
1274   if (!SrcModFlags) return false;
1276   // If the destination module doesn't have module flags yet, then just copy
1277   // over the source module's flags.
1278   NamedMDNode *DstModFlags = DstM->getOrInsertModuleFlagsMetadata();
1279   if (DstModFlags->getNumOperands() == 0) {
1280     for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I)
1281       DstModFlags->addOperand(SrcModFlags->getOperand(I));
1283     return false;
1284   }
1286   // First build a map of the existing module flags and requirements.
1287   DenseMap<MDString*, MDNode*> Flags;
1288   SmallSetVector<MDNode*, 16> Requirements;
1289   for (unsigned I = 0, E = DstModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1290     MDNode *Op = DstModFlags->getOperand(I);
1291     ConstantInt *Behavior = cast<ConstantInt>(Op->getOperand(0));
1292     MDString *ID = cast<MDString>(Op->getOperand(1));
1294     if (Behavior->getZExtValue() == Module::Require) {
1295       Requirements.insert(cast<MDNode>(Op->getOperand(2)));
1296     } else {
1297       Flags[ID] = Op;
1298     }
1299   }
1301   // Merge in the flags from the source module, and also collect its set of
1302   // requirements.
1303   bool HasErr = false;
1304   for (unsigned I = 0, E = SrcModFlags->getNumOperands(); I != E; ++I) {
1305     MDNode *SrcOp = SrcModFlags->getOperand(I);
1306     ConstantInt *SrcBehavior = cast<ConstantInt>(SrcOp->getOperand(0));
1307     MDString *ID = cast<MDString>(SrcOp->getOperand(1));
1308     MDNode *DstOp = Flags.lookup(ID);
1309     unsigned SrcBehaviorValue = SrcBehavior->getZExtValue();
1311     // If this is a requirement, add it and continue.
1312     if (SrcBehaviorValue == Module::Require) {
1313       // If the destination module does not already have this requirement, add
1314       // it.
1315       if (Requirements.insert(cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2)))) {
1316         DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1317       }
1318       continue;
1319     }
1321     // If there is no existing flag with this ID, just add it.
1322     if (!DstOp) {
1323       Flags[ID] = SrcOp;
1324       DstModFlags->addOperand(SrcOp);
1325       continue;
1326     }
1328     // Otherwise, perform a merge.
1329     ConstantInt *DstBehavior = cast<ConstantInt>(DstOp->getOperand(0));
1330     unsigned DstBehaviorValue = DstBehavior->getZExtValue();
1332     // If either flag has override behavior, handle it first.
1333     if (DstBehaviorValue == Module::Override) {
1334       // Diagnose inconsistent flags which both have override behavior.
1335       if (SrcBehaviorValue == Module::Override &&
1336           SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1337         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1338                             "': IDs have conflicting override values");
1339       }
1340       continue;
1341     } else if (SrcBehaviorValue == Module::Override) {
1342       // Update the destination flag to that of the source.
1343       DstOp->replaceOperandWith(0, SrcBehavior);
1344       DstOp->replaceOperandWith(2, SrcOp->getOperand(2));
1345       continue;
1346     }
1348     // Diagnose inconsistent merge behavior types.
1349     if (SrcBehaviorValue != DstBehaviorValue) {
1350       HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1351                           "': IDs have conflicting behaviors");
1352       continue;
1353     }
1355     // Perform the merge for standard behavior types.
1356     switch (SrcBehaviorValue) {
1357     case Module::Require:
1358     case Module::Override: llvm_unreachable("not possible");
1359     case Module::Error: {
1360       // Emit an error if the values differ.
1361       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1362         HasErr |= emitError("linking module flags '" + ID->getString() +
1363                             "': IDs have conflicting values");
1364       }
1365       continue;
1366     }
1367     case Module::Warning: {
1368       // Emit a warning if the values differ.
1369       if (SrcOp->getOperand(2) != DstOp->getOperand(2)) {
1370         emitWarning("linking module flags '" + ID->getString() +
1371                     "': IDs have conflicting values");
1372       }
1373       continue;
1374     }
1375     case Module::Append: {
1376       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1377       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1378       unsigned NumOps = DstValue->getNumOperands() + SrcValue->getNumOperands();
1379       Value **VP, **Values = VP = new Value*[NumOps];
1380       for (unsigned i = 0, e = DstValue->getNumOperands(); i != e; ++i, ++VP)
1381         *VP = DstValue->getOperand(i);
1382       for (unsigned i = 0, e = SrcValue->getNumOperands(); i != e; ++i, ++VP)
1383         *VP = SrcValue->getOperand(i);
1384       DstOp->replaceOperandWith(2, MDNode::get(DstM->getContext(),
1385                                                ArrayRef<Value*>(Values,
1386                                                                 NumOps)));
1387       delete[] Values;
1388       break;
1389     }
1390     case Module::AppendUnique: {
1391       SmallSetVector<Value*, 16> Elts;
1392       MDNode *DstValue = cast<MDNode>(DstOp->getOperand(2));
1393       MDNode *SrcValue = cast<MDNode>(SrcOp->getOperand(2));
1394       for (unsigned i = 0, e = DstValue->getNumOperands(); i != e; ++i)
1395         Elts.insert(DstValue->getOperand(i));
1396       for (unsigned i = 0, e = SrcValue->getNumOperands(); i != e; ++i)
1397         Elts.insert(SrcValue->getOperand(i));
1398       DstOp->replaceOperandWith(2, MDNode::get(DstM->getContext(),
1399                                                ArrayRef<Value*>(Elts.begin(),
1400                                                                 Elts.end())));
1401       break;
1402     }
1403     }
1404   }
1406   // Check all of the requirements.
1407   for (unsigned I = 0, E = Requirements.size(); I != E; ++I) {
1408     MDNode *Requirement = Requirements[I];
1409     MDString *Flag = cast<MDString>(Requirement->getOperand(0));
1410     Value *ReqValue = Requirement->getOperand(1);
1412     MDNode *Op = Flags[Flag];
1413     if (!Op || Op->getOperand(2) != ReqValue) {
1414       HasErr |= emitError("linking module flags '" + Flag->getString() +
1415                           "': does not have the required value");
1416       continue;
1417     }
1418   }
1420   return HasErr;
1423 bool ModuleLinker::run() {
1424   assert(DstM && "Null destination module");
1425   assert(SrcM && "Null source module");
1427   // Inherit the target data from the source module if the destination module
1428   // doesn't have one already.
1429   if (!DstM->getDataLayout() && SrcM->getDataLayout())
1430     DstM->setDataLayout(SrcM->getDataLayout());
1432   // Copy the target triple from the source to dest if the dest's is empty.
1433   if (DstM->getTargetTriple().empty() && !SrcM->getTargetTriple().empty())
1434     DstM->setTargetTriple(SrcM->getTargetTriple());
1436   if (SrcM->getDataLayout() && DstM->getDataLayout() &&
1437       *SrcM->getDataLayout() != *DstM->getDataLayout()) {
1438     emitWarning("Linking two modules of different data layouts: '" +
1439                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1440                 SrcM->getDataLayoutStr() + "' whereas '" +
1441                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1442                 DstM->getDataLayoutStr() + "'\n");
1443   }
1444   if (!SrcM->getTargetTriple().empty() &&
1445       DstM->getTargetTriple() != SrcM->getTargetTriple()) {
1446     emitWarning("Linking two modules of different target triples: " +
1447                 SrcM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1448                 SrcM->getTargetTriple() + "' whereas '" +
1449                 DstM->getModuleIdentifier() + "' is '" +
1450                 DstM->getTargetTriple() + "'\n");
1451   }
1453   // Append the module inline asm string.
1454   if (!SrcM->getModuleInlineAsm().empty()) {
1455     if (DstM->getModuleInlineAsm().empty())
1456       DstM->setModuleInlineAsm(SrcM->getModuleInlineAsm());
1457     else
1458       DstM->setModuleInlineAsm(DstM->getModuleInlineAsm()+"\n"+
1459                                SrcM->getModuleInlineAsm());
1460   }
1462   // Loop over all of the linked values to compute type mappings.
1463   computeTypeMapping();
1465   ComdatsChosen.clear();
1466   for (const StringMapEntry<llvm::Comdat> &SMEC : SrcM->getComdatSymbolTable()) {
1467     const Comdat &C = SMEC.getValue();
1468     if (ComdatsChosen.count(&C))
1469       continue;
1470     Comdat::SelectionKind SK;
1471     bool LinkFromSrc;
1472     if (getComdatResult(&C, SK, LinkFromSrc))
1473       return true;
1474     ComdatsChosen[&C] = std::make_pair(SK, LinkFromSrc);
1475   }
1477   // Upgrade mismatched global arrays.
1478   upgradeMismatchedGlobals();
1480   // Insert all of the globals in src into the DstM module... without linking
1481   // initializers (which could refer to functions not yet mapped over).
1482   for (Module::global_iterator I = SrcM->global_begin(),
1483        E = SrcM->global_end(); I != E; ++I)
1484     if (linkGlobalValueProto(I))
1485       return true;
1487   // Link the functions together between the two modules, without doing function
1488   // bodies... this just adds external function prototypes to the DstM
1489   // function...  We do this so that when we begin processing function bodies,
1490   // all of the global values that may be referenced are available in our
1491   // ValueMap.
1492   for (Module::iterator I = SrcM->begin(), E = SrcM->end(); I != E; ++I)
1493     if (linkGlobalValueProto(I))
1494       return true;
1496   // If there were any aliases, link them now.
1497   for (Module::alias_iterator I = SrcM->alias_begin(),
1498        E = SrcM->alias_end(); I != E; ++I)
1499     if (linkGlobalValueProto(I))
1500       return true;
1502   for (unsigned i = 0, e = AppendingVars.size(); i != e; ++i)
1503     linkAppendingVarInit(AppendingVars[i]);
1505   // Link in the function bodies that are defined in the source module into
1506   // DstM.
1507   for (Module::iterator SF = SrcM->begin(), E = SrcM->end(); SF != E; ++SF) {
1508     // Skip if not linking from source.
1509     if (DoNotLinkFromSource.count(SF)) continue;
1511     Function *DF = cast<Function>(ValueMap[SF]);
1512     if (SF->hasPrefixData()) {
1513       // Link in the prefix data.
1514       DF->setPrefixData(MapValue(
1515           SF->getPrefixData(), ValueMap, RF_None, &TypeMap, &ValMaterializer));
1516     }
1518     // Materialize if needed.
1519     if (std::error_code EC = SF->materialize())
1520       return emitError(EC.message());
1522     // Skip if no body (function is external).
1523     if (SF->isDeclaration())
1524       continue;
1526     linkFunctionBody(DF, SF);
1527     SF->Dematerialize();
1528   }
1530   // Resolve all uses of aliases with aliasees.
1531   linkAliasBodies();
1533   // Remap all of the named MDNodes in Src into the DstM module. We do this
1534   // after linking GlobalValues so that MDNodes that reference GlobalValues
1535   // are properly remapped.
1536   linkNamedMDNodes();
1538   // Merge the module flags into the DstM module.
1539   if (linkModuleFlagsMetadata())
1540     return true;
1542   // Update the initializers in the DstM module now that all globals that may
1543   // be referenced are in DstM.
1544   linkGlobalInits();
1546   // Process vector of lazily linked in functions.
1547   bool LinkedInAnyFunctions;
1548   do {
1549     LinkedInAnyFunctions = false;
1551     for(std::vector<Function*>::iterator I = LazilyLinkFunctions.begin(),
1552         E = LazilyLinkFunctions.end(); I != E; ++I) {
1553       Function *SF = *I;
1554       if (!SF)
1555         continue;
1557       Function *DF = cast<Function>(ValueMap[SF]);
1558       if (SF->hasPrefixData()) {
1559         // Link in the prefix data.
1560         DF->setPrefixData(MapValue(SF->getPrefixData(),
1561                                    ValueMap,
1562                                    RF_None,
1563                                    &TypeMap,
1564                                    &ValMaterializer));
1565       }
1567       // Materialize if needed.
1568       if (std::error_code EC = SF->materialize())
1569         return emitError(EC.message());
1571       // Skip if no body (function is external).
1572       if (SF->isDeclaration())
1573         continue;
1575       // Erase from vector *before* the function body is linked - linkFunctionBody could
1576       // invalidate I.
1577       LazilyLinkFunctions.erase(I);
1579       // Link in function body.
1580       linkFunctionBody(DF, SF);
1581       SF->Dematerialize();
1583       // Set flag to indicate we may have more functions to lazily link in
1584       // since we linked in a function.
1585       LinkedInAnyFunctions = true;
1586       break;
1587     }
1588   } while (LinkedInAnyFunctions);
1590   // Now that all of the types from the source are used, resolve any structs
1591   // copied over to the dest that didn't exist there.
1592   TypeMap.linkDefinedTypeBodies();
1594   return false;
1597 Linker::Linker(Module *M, DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler)
1598     : Composite(M), DiagnosticHandler(DiagnosticHandler) {}
1600 Linker::Linker(Module *M)
1601     : Composite(M), DiagnosticHandler([this](const DiagnosticInfo &DI) {
1602                       Composite->getContext().diagnose(DI);
1603                     }) {
1604   TypeFinder StructTypes;
1605   StructTypes.run(*M, true);
1606   IdentifiedStructTypes.insert(StructTypes.begin(), StructTypes.end());
1609 Linker::~Linker() {
1612 void Linker::deleteModule() {
1613   delete Composite;
1614   Composite = nullptr;
1617 bool Linker::linkInModule(Module *Src) {
1618   ModuleLinker TheLinker(Composite, IdentifiedStructTypes, Src,
1619                          DiagnosticHandler);
1620   return TheLinker.run();
1623 //===----------------------------------------------------------------------===//
1624 // LinkModules entrypoint.
1625 //===----------------------------------------------------------------------===//
1627 /// This function links two modules together, with the resulting Dest module
1628 /// modified to be the composite of the two input modules. If an error occurs,
1629 /// true is returned and ErrorMsg (if not null) is set to indicate the problem.
1630 /// Upon failure, the Dest module could be in a modified state, and shouldn't be
1631 /// relied on to be consistent.
1632 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src,
1633                          DiagnosticHandlerFunction DiagnosticHandler) {
1634   Linker L(Dest, DiagnosticHandler);
1635   return L.linkInModule(Src);
1638 bool Linker::LinkModules(Module *Dest, Module *Src) {
1639   Linker L(Dest);
1640   return L.linkInModule(Src);
1643 //===----------------------------------------------------------------------===//
1644 // C API.
1645 //===----------------------------------------------------------------------===//
1647 LLVMBool LLVMLinkModules(LLVMModuleRef Dest, LLVMModuleRef Src,
1648                          LLVMLinkerMode Mode, char **OutMessages) {
1649   Module *D = unwrap(Dest);
1650   std::string Message;
1651   raw_string_ostream Stream(Message);
1652   DiagnosticPrinterRawOStream DP(Stream);
1654   LLVMBool Result = Linker::LinkModules(
1655       D, unwrap(Src), [&](const DiagnosticInfo &DI) { DI.print(DP); });
1657   if (OutMessages && Result)
1658     *OutMessages = strdup(Message.c_str());
1659   return Result;